《計算機控制技術》是2020年電子工業出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：計算機控制技術
- 作者：方紅
- 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2020年
- 開本：16 開
- ISBN：9787121376450
內容簡介,作者簡介,目錄,
內容簡介
本書系統、全面地介紹了微型計算機控制系統的理論與各種套用技術。本書兼顧基礎性、實用性和先進性，注重工程套用。全書分 8 章，主要內容有：計算機控制系統概述，過程輸入/輸出通道，計算機控制系統的理論基礎，數字PID控制器，模糊控制、伺服裝置與數字控制系統，控制網路技術及現場匯流排，微型計算機控制系統設計方法及實例等。各章都有小結並附有相應的思考與練習題，書的*後還附有3個課程設計實例供選用。本書可作為高等院校、職業技術學院的微型計算機套用、自動化、電氣工程及其自動化、儀器儀表、電子、通信、機電一體化等本科和專科專業相關課程的教材或參考書，也可作為廣大從事微型計算機過程控制系統設計的技術人員的參考手冊。
作者簡介
方紅，成都大學信息工程與自動化學院教授，院長。編寫《微機原理及接口技術》等教材。
目錄
第1章 緒論 1
1.1 計算機控制系統概述 2
1.1.1 微機控制系統的特徵 2
1.1.2 微機控制系統硬體組成 5
1.1.3 微機控制系統軟體 7
1.2 計算機控制系統的典型形式 8
1.2.1 操作指導控制系統 8
1.2.2 直接數字控制系統 8
1.2.3 監督式計算機控制系統 9
1.2.4 集散控制系統 9
1.2.5 現場匯流排控制系統 10
1.3 計算機控制系統的發展概況
和趨勢 11
本章小結 12
思考與練習 13
第2章 輸入/輸出接口與過程通道 14
2.1 過程輸入/輸出通道概述 14
2.1.1 過程輸入/輸出通道的類型
及功能 14
2.1.2 過程輸入/輸出通道與CPU
交換的信息類型 14
2.1.3 過程通道的編址方式 15
2.2 模擬量輸入通道 15
2.2.1 模擬量輸入通道的結構 15
2.2.2 信號調理 15
2.2.3 多路轉換器 16
2.2.4 採樣保持器 18
2.2.5 A/D轉換器 20
2.2.6 8位A/D轉換晶片ADC0809 22
2.2.7 12位A/D轉換器AD574 25
2.3 模擬量輸出通道 28
2.3.1 模擬量輸出通道的結構 29
2.3.2 D/A轉換器 29
2.3.3 DAC0832 D/A轉換器晶片及其
接口電路 31
2.3.4 12位D/A轉換器DAC1210
晶片 35
2.3.5 模擬量輸出通道的設計 35
2.4 開關量輸入通道 37
2.4.1 開關量輸入通道的結構 37
2.4.2 過程開關量的形式和變換 37
2.4.3 開關量輸入邏輯接口技術 41
2.5 開關量輸出通道 41
2.5.1 開關量輸出通道的結構 41
2.5.2 開關量輸出邏輯的接口技術 42
2.5.3 典型功率驅動電路 42
本章小結 43
思考與練習 44
第3章 計算機控制基礎理論 45
3.1 計算機控制系統的信號變換理論 45
3.1.1 計算機控制系統的信號形式 45
3.1.2 信號的採樣、量化、恢復及
保持 46
3.2 計算機控制系統的數學描述 49
3.2.1 z變換與逆z變換 49
3.2.2 線性定常離散系統的差分方程
及其求解 57
3.2.3 計算機控制系統的脈衝傳遞
函式 58
3.2.4 開環和閉環脈衝傳遞函式 58
3.3 離散控制系統的特性分析 63
3.3.1 s平面到z平面的映射 63
3.3.2 離散控制系統穩定的充要
條件 64
3.3.3 線性離散系統的穩定性判據 64
3.3.4 離散控制系統的過渡過程分析 67
3.3.5 離散控制系統的穩態誤差分析 70
3.4 離散控制系統的根軌跡設計法 74
3.5 離散控制系統的頻域設計法 78
本章小結 80
思考與練習 80
第4章 計算機控制系統的常規控制策略 82
4.1 PID算法的數字實現 82
4.1.1 PID控制規律及其調節作用 83
4.1.2 PID算法的數字實現 86
4.1.3 幾種改進的PID控制算法 89
4.1.4 PID控制器的參數整定 95
4.2 少拍無差隨動系統的設計 99
4.2.1 典型輸入下理想少拍無差
系統的設計 101
4.2.2 少拍控制器的物理可實現性
和穩定性要求 103
4.2.3 少拍有紋波控制器的設計 105
4.2.4 少拍無差控制器的局限性 108
4.3 少拍無紋波隨動系統的設計 110
4.4 純滯後對象的控制算法—
大林算法 116
4.4.1 大林算法的設計原則及數字
控制器的形式 116
4.4.2 振鈴現象的產生和消除 117
4.4.3 大林算法的設計步驟 121
4.5 純滯後對象的控制算法—
施密斯（Smith）預估控制 122
4.5.1 Smith預估器原理 122
4.5.2 Smith補償器的計算機實現 124
本章小結 126
思考與練習 127
第5章 運動伺服的數字控制系統 128
5.1 運動伺服控制系統的基本組成
結構 128
5.2 運動伺服控制系統中的位置
檢測器件 130
5.2.1 光電脈衝編碼器 131
5.2.2 感應同步器 132
5.2.3 旋轉變壓器 133
5.3 直流電機伺服控制系統 136
5.3.1 直流電機的基本結構和
工作原理 136
5.3.2 直流電機的調速方法 138
5.3.3 調速系統的性能指標 139
5.4 步進電動機控制系統 141
5.4.1 步進電動機的基本結構和
工作原理 141
5.4.2 步進電動機的基本參數 143
5.4.3 步進電動機的控制方法 143
5.5 交流電動機控制系統 146
5.5.1 三相永磁同步電動機的基本
結構、工作原理與數學模型 146
5.5.2 矢量控制的基本原理 148
5.5.3 交流同步電動機的矢量控制
系統 150
本章小結 150
思考與練習 150
第6章 計算機控制系統的新型控制
策略 152
6.1 智慧型控制的研究現狀、主要特點
和基本套用 152
6.2 模糊控制 155
6.2.1 模糊控制理論基礎 155
6.2.2 模糊控制系統的原理與設計
過程 163
6.2.3 模糊控制在溫控系統中的
套用 165
6.3 神經控制 170
6.3.1 神經網路系統模型 170
6.3.2 BP網路 173
6.3.3 神經網路控制的結構 176
6.4 遺傳算法 180
6.4.1 遺傳算法基礎理論 180
6.4.2 遺傳算法的改進策略 181
6.5 專家控制 183
6.5.1 專家系統基本概念 183
6.5.2 專家系統的原理和結構 184
6.5.3 專家控制系統的建立步驟與
設計原則 186
6.6 其他先進控制技術 188
6.6.1 自適應控制 188
6.6.2 魯棒控制 190
6.6.3 預測控制 191
6.6.4 量子控制 193
本章小結 195
思考與練習 196
第7章 控制網路技術及現場匯流排 197
7.1 控制網路技術概述 197
7.1.1 企業網路的層次模型 197
7.1.2 控制網路與信息網路的區別 198
7.1.3 控制網路的類型 199
7.2 計算機網路 199
7.2.1 計算機網路的發展 199
7.2.2 計算機網路的功能與分類 200
7.2.3 計算機網路體系結構 203
7.3 現場匯流排控制系統技術 204
7.3.1 現場匯流排概述 205
7.3.2 現場匯流排標準 206
7.3.3 典型現場匯流排簡介 207
7.3.4 CAN匯流排 209
7.4 計算機控制系統匯流排簡介 218
7.4.1 匯流排的概念及分類 218
7.4.2 並行匯流排 218
7.4.3 串列匯流排 221
7.5 工業控制組態軟體技術 226
7.5.1 組態的概念 226
7.5.2 流行的工控組態軟體 227
本章小結 229
習題與思考 230
第8章 計算機控制系統的設計與實現 231
8.1 計算機控制系統的設計原則與
步驟 231
8.1.1 系統設計原則 231
8.1.2 系統設計步驟 233
8.2 系統的工程設計與實現 235
8.2.1 系統總體方案設計 235
8.2.2 硬體的工程設計與實現 236
8.2.3 軟體的工程設計與實現 237
8.2.4 系統的調試與運行 238
8.3 計算機控制系統可靠性設計 238
8.3.1 干擾的分類 239
8.3.2 硬體抗干擾技術 240
8.3.3 軟體抗干擾技術 242
8.4 計算機控制系統設計實例 245
8.4.1 單迴路電阻爐溫度控制系統 245
8.4.2 污水處理控制系統 253
本章小結 257
思考與練習 257
附錄A 課程設計實例 258
實例1 烘箱溫度計算機控制系統
設計 258
實例2 PID控制算法的MATLAB
仿真研究 260
實例3 微型步進電動機控制系統
設計 262
參考文獻 264
